Энергоэффективные технологии в строительстве: МИКРОТУРБИНЫ CAPSTONE

Государственная политика в области энергосбережения и принятие ряда соответствующих нормативно-правовых актов в последние годы дали мощный стимул для внедрения энергоэффективных технологий в строительстве. На фоне объективных проблем в централизованной энергосистеме, связанных со значительным износом энергетической инфраструктуры, локальным энергодефицитом, транспортными потерями и, как следствие, внеплановыми отключениями потребителей, все большее распространение получают распределенные энергетические системы с принципиально новым подходом к качеству и эффективности энергоснабжения.
С тоит отметить, что в большинстве случаев локальные источники генерации являются не столько заменой централизованному энергоснабжению, сколько качественным ее дополнением. Расположенные в непосредственной близости к потребителю и учитывающие его индивидуальные особенности, распределенные электростанции становятся идеальным, а зачастую и единственным решением в случаях, когда просто нет физической возможности или экономической целесообразности присоединения потребителей к сетям. Кроме того, применение автономных источников в сочетании с энергоснабжением от сети позволяет снизить издержки и повысить энергобезопасность на предприятии.
С приходом на российский рынок микротурбин, по сути принципиально нового класса генерирующего оборудования с уникальными техническими, экологическими и экономическими характеристиками, наконец появилась возможность поднять энергоэффективность отечественных строящихся объектов на качественно новый уровень. Отсутствие надежного и эффективного, а главное низкозатратного локального энергоснабжения является тормозом устойчивого развития удаленных территорий, которое невозможно без строительства современных объектов промышленного, социального и коммерческого назначения. По разным оценкам от 50 до 70% территории России не имеет централизованного энергоснабжения, а применяемые точечные источники генерации, в основном дизельные электростанции, безнадежно устарели. Будучи относительно недорогими устройствами, дизельные генераторы требуют колоссальных затрат на обслуживание, связанных с необходимостью постоянного присутствия персонала, частыми ремонтами, коротким сроком службы, а также неэффективным расходом дорогостоящего топлива, не говоря уже о наборе отрицательных экологических факторов – громкий шум, вредные выбросы, загрязнение окружающей среды соляркой и масляной отработкой. Традиционные газопоршневые и промышленные газотурбинные установки, созданные на базе технологий полувековой давности, также не всегда отвечают нынешним требованиям потребителей к энергобезопасности и удобству эксплуатации оборудования. Микротурбины свободны от большинства недостатков своих предшественников и позволяют организовать надежное энергоснабжение объектов с потребляемой мощностью до 10-20 МВт как на этапе строительства, так и после сдачи в эксплуатацию.
Появление в 2002 году микротурбин и их дальнейшее распространение в России связано в основном с Группой компаний «БПЦ», являющейся эксклюзивным дистрибьютором микротурбин Capstone в России, СНГ и странах Прибалтики. Направление «БПЦ Энергетические Системы», входящее в Группу компаний «БПЦ», уже более 8 лет специализируется в области строительства и эксплуатации распределенных энергетических систем. За это время компания успела стать одним из ведущих провайдеров инновационных технологий и оборудования для распределенной энергетики в стране и реализовать около 200 проектов на основе микротурбин. Благодаря усилиям «БПЦ» сегодня в России эксплуатируется около 500 микротурбин Capstone. В компании подчеркивают, что рост востребованности микротурбин объясняется их высокими техническими и эксплуатационными показателями. Действительно, автономные электростанции «БПЦ» на основе микротурбин обладают высокой надежностью, быстрой окупаемостью инвестиций (2—4 года), низкими затратами на сооружение и эксплуатацию, эластичностью к нагрузкам, компактностью и экологичностью. Благодаря применению технологий когенерации и тригенерации совокупный КПД электростанций «БПЦ» достигает 92%, способствуя экономии энергоносителей, снижению энергоемкости производства, и как следствие, предотвращению роста цен на тепловую и электрическую энергию для конечных потребителей.
Технические особенности и преимущества
Исключительные потребительские свойства микротурбин обусловлены уникальной конструкцией микротурбинного двигателя с применением воздушных подшипников. Они позволяют отказаться от использования масла и охлаждающей жидкости, что в совокупности с высокой степенью автоматизации и малым количеством регламентных запчастей дает возможность в 3-4 раза снизить эксплуатационные затраты на микротурбины в сравнении с газопоршневыми электростанциями. В результате себестоимость электроэнергии, произведенной микротурбинными электростанциями, включая расходы на топливо, обслуживание и персонал, в 1,5-2,5 раза ниже сетевых тарифов и составляет порядка 0,9-1,5 руб. за 1 кВт-ч.

Экологические характеристики микротурбин, уровень выбросов которых не превышает 9 ppm по CO и NOx, позволяют эксплуатировать электростанции «БПЦ» в густонаселенных районах, спортивно-оздоровительных и курортных зонах без риска для экологии. При этом оборудование не требует постоянного присутствия персонала на объекте.

 

График сервисного обслуживания предусматривает всего около полутора-двух часов работ не чаще 1 раза в год (каждые 8000 часов), что делает микротурбины уникальным решением для энергоснабжения труднодоступных или необслуживаемых объектов. Все сервисные работы и капитальный ремонт проводятся непосредственно на месте эксплуатации. После наработки 60000 часов производится замена горячей части двигателя микротурбины, что фактически соответствует «среднему» ремонту газопоршневой установки, проводимому как минимум каждые 25-30 тысяч часов.
Еще одной отличительной особенностью микротурбин является возможность потребления широкого спектра топлива: природного и сжиженного газа, дизельного топлива и керосина, попутного, шахтного газа и биогаза. Микротурбины не требуют строительства специальной системы газоочистки и способны работать со сложными, низкокалорийными, сернистыми газами и газами переменного компонентного состава без предварительной газоподготовки. Поэтому, по словам директора по маркетингу «БПЦ Энергетические Системы» О. Парфеновой, большие перспективы в России имеют биотопливные микротурбинные электростанции. Объединенные с модулями анаэробной или пиролизной газификации биологических отходов, микротурбины позволяют практически полностью перерабатывать биогаз, полученный из различных бытовых и производственных отходов, и одновременно закрывать потребности в электроэнергии и тепле. Такое решение является оптимальным для сельских территорий и предприятий агропромышленного комплекса.
Кроме того, в отличие от газопоршневых и дизельных станций, микротурбинные электростанции не требуют больших финансовых и трудовых затрат на проектные, строительные и монтажные работы за счет высокой степени заводской готовности поставляемого оборудования, легкости его монтажа и запуска в работу. Отсутствие шума и вибраций при работе микротурбин позволяет сэкономить на строительстве сложного фундамента и высоких дымовых труб и размещать их даже на крышах жилых зданий.
Один из немаловажных факторов, способствующих активному распространению микротурбин в России, по мнению дистрибьютора, – это развитая в России и СНГ система сервисного обслуживания. Владельцы электростанций «БПЦ» имеют возможность застраховать себя от возможного повышения цен на запчасти и сервисные работы при помощи фиксированного сервисного контракта на 5 или 9 лет. Такой подход позволяет владельцу микротурбин четко спланировать расходы на эксплуатацию оборудования в течение всего срока действия контракта.
Области применения
На сегодняшний день микротурбинные электростанции применяются в самых различных отраслях экономики. Они зарекомендовали себя в качестве наиболее эффективного решения при строительстве и реконструкции объектов, где есть потребность в комбинированном производстве электрической энергии, тепла и холода. Это муниципальные объекты, торговые и развлекательные центры, офисы и гостиницы, школы и больницы, стадионы и аквапарки, частные жилые дома.
Модульность и возможность постепенного наращивания энергетических мощностей по мере увеличения темпов строительства позволяет успешно применять микротурбины в проектах крупномасштабного строительства и энергообеспечения строительных площадок. Нередко микротурбины являются единственно возможным решением для тепло- и энергоснабжения удаленных и труднодоступных объектов, таких как рабочие (вахтовые) поселки, поселки Крайнего Севера, линейные части газопроводов, радиорелейные станции, районы новой застройки с неразвитой инфраструктурой, нефтегазопромыслы. Показательным примером в этом ряду является проект по переводу удаленных поселков в Якутии с дизельных электростанций на современные микротурбинные. По отзывам заказчика – ОАО «Сахаэнерго» – данное решение «позволило снизить затраты на выработку электроэнергии и содержание электростанций по сравнению с эксплуатирующимися ранее дизельными генераторами».
Активному распространению микротурбин в нефтегазовой отрасли способствует ввод новых нормативов, предусматривающих повышение уровня утилизации попутного нефтяного газа до 95% к 2012 г. А в связи с принятием закона «Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности» и новыми требованиями по повышению энергоэффективности жилищно-коммунального хозяйства, которые обязывают коммунальщиков внедрять когенерационные установки при строительстве и реконструкции котельных мощностью свыше 5 ГКкал в час, стабильного увеличения спроса на микротурбины можно ожидать в сфере ЖКХ и жилищного строительства. Несколько таких проектов уже реализованы в Московской и Белгородской областях. В частности, реконструкция котельных ОАО «Мытищинская теплосеть» и ОАО «Белгородэнерго» с применением микротурбин позволила организовать энергоснабжение объектов в соответствии с первой категорией надежности и снизить расходы на потребление электроэнергии для собственных нужд.
В целом же, по данным экспертов, количество проектов на базе микротурбин ежегодно увеличивается на 25-30%.
Благодарим  «БПЦ Энергетические Системы» за помощь в подготовке материала